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Appareil d'essai de cisaillement direct dynamique du sol

L'appareil de cisaillement direct dynamique du sol est un dispositif expérimental permettant d'étudier la résistance au cisaillement, les caractéristiques de déformation et le comportement au frottement interfacial du sol sous des charges de cisaillement dynamiques (cycliques ou transitoires). Il combine le principe de coupe et la capacité de chargement dynamique des instruments de cisaillement direct traditionnels et permet de simuler la réponse mécanique du sol dans des conditions dynamiques telles que les tremblements de terre, les charges dues au trafic et l'action des vagues.

Utilisé pour déterminer la résistance au cisaillement dynamique, la déformation et le module de cisaillement du sol, un échantillon est généralement soumis à des forces de cisaillement sous différentes pressions verticales pour obtenir la contrainte de cisaillement à la rupture.

Déterminer le coefficient de résistance au cisaillement, l'angle de frottement interne et la cohésion selon la loi de Coulomb. En fonction des paramètres requis de fréquence et de forme d'onde de contrainte de cisaillement dynamique, calculer le module de cisaillement de la déformation de cisaillement dynamique pour analyse et évaluation.

    Principe expérimental

    L'échantillon de sol de l'appareil d'essai automatique de cisaillement direct doit être un sol à grains fins saturé ou un sol sableux, et d'autres sols à grains grossiers peuvent également être exécutés en conséquence.

    L'essai caractéristique de résistance au cisaillement dynamique (ou résistance à la liquéfaction) doit adopter les conditions d'essai de vibration non drainée de consolidation, et l'essai caractéristique de déformation à contrainte de cisaillement dynamique constante doit adopter les conditions d'essai de vibration non drainée de consolidation.

    L'essai des caractéristiques de déformation résiduelle du cisaillement dynamique doit adopter les conditions de l'essai de vibration de drainage de consolidation.

    Le but de cette expérience est de déterminer la résistance à la rupture (y compris la liquéfaction) d'un sol saturé sous contrainte dynamique et de fournir des indicateurs caractéristiques dynamiques pour l'analyse et le calcul du module d'élasticité de cisaillement dynamique.

    -Sous contrainte normale constante (σ ₙ), appliquez une contrainte de cisaillement dynamique (τ) et observez les éléments du sol :
    -Relation contrainte-déformation de cisaillement dynamique * * (courbe d'hystérésis).
    -Atténuation de la résistance dynamique * * (dégradation de la résistance sous charge cyclique).
    - Accumulation de pression interstitielle * * (tendance à la liquéfaction du sol saturé).
    -Caractéristiques de frottement d'interface (telles que l'interaction structure-sol).

    Principaux modes de test

    (1) Essai de cisaillement direct cyclique
    - Appliquer des charges de cisaillement périodiques pour étudier les changements de résistance du sol sous cisaillement répété (comme la simulation de charge sismique).
    -Application : Évaluer le potentiel de liquéfaction du sable et le comportement d'adoucissement cyclique de l'argile.

    (2) Essai de cisaillement d'interface dynamique**
    Étudier les caractéristiques de frottement dynamique de la surface de contact entre le sol et les structures (telles que les fondations sur pieux et le revêtement).

    (3) Essai de résistance résiduelle**
    -Déterminer la résistance au cisaillement à long terme du sol par cisaillement dynamique à grand déplacement (applicable à l'analyse des glissements de terrain).

    image détaillée de zelchon1

    Paramètres de sortie clés

    Appareil de mesure du sol pour déterminer la résistance au cisaillement dynamique, la déformation et le module de cisaillement Instrument de mesure du cisaillement direct dynamique du sol
    La contrainte de cisaillement dynamique (τ d_d) est la valeur maximale ou efficace de la force de cisaillement dynamique
    Le rapport entre la contrainte de cisaillement dynamique (γ d_d) et le déplacement de cisaillement et la hauteur de l'échantillon
    Module de cisaillement dynamique (G_d), contrainte de cisaillement dynamique/déformation de cisaillement dynamique (indice de rigidité)
    Taux d'amortissement (D) Capacité de dissipation d'énergie (calcul de la courbe d'hystérésis)
    Rapport de pression interstitielle (r_u), pression interstitielle statique excédentaire/contrainte normale (critère de liquéfaction)

    Domaines d'application

    Génie sismique : évaluation de la dégradation de la résistance au cisaillement des sols sous charges sismiques.
    Ingénierie des transports : Étude de la déformation à long terme du sol de la chaussée sous les charges cycliques des véhicules.
    Ingénierie océanique : Analyse de la stabilité des sols des fonds marins sous l'action des vagues.
    Risques géologiques : étude des caractéristiques de frottement dynamique des surfaces de glissement lors de glissements de terrain.

    Spécifications standard

    ASTM D3080 (essai de cisaillement statique direct, expansion dynamique partielle).

    ISO 17892-10 (Norme internationale pour les essais de sols).



    Paramètres techniques

    1. Taille de l'échantillon de sol : φ 61,8 mm × 20 mm Autres spécifications disponibles pour la sélection
    2. Pressurisation verticale : servopneumatique
    3. Plage de charge verticale : 0 à 10 KN ; ajustez la charge constante en fonction de la zone d'échantillon requise.
    4. Déformation verticale : 0-10 mm précision 0,01 mm
    5. Charge de cisaillement horizontale : 5 KN ; à sélectionner en fonction de la surface d’échantillon requise.
    6. Composition de l'instrument : vérin servoélectrique, dispositif de cisaillement, instrument d'acquisition de contrôle dynamique, logiciel informatique, etc.
    7. Vérin servoélectrique : course 50 mm
    3. Contrôle des contraintes : Contrôle des contraintes de cisaillement dynamique 0-5 kN Précision ± 2 N Autres spécifications disponibles pour la sélection ; Contrôle des contraintes constantes, forme d'onde de chargement (onde sinusoïdale) et collecte de la déformation de cisaillement dynamique.
    4. Contrôle de la contrainte : 0,1 à 5 mm/min pour contrôler la forme d'onde de charge (onde sinusoïdale)
    5. Fréquence de vibration : 0-10 Hz peut être réglée arbitrairement
    6. Amplitude : 0,08-1,5 mm
    7. Le segment de cisaillement dynamique, la fréquence et la forme d'onde peuvent être réglés sur 13 segments de vibration continus.
    8. Déformation de cisaillement : 0-15 mm ± 0,001 mm
    9. Source de gaz : 0,8 MPa
    10. Méthode de contrôle par ordinateur : servocommande électrique pour la déformation horizontale sous contrainte (force et déformation constantes), avec amplitude de force de cisaillement dynamique réglable. Affichage en temps réel des enregistrements, stockage, création de graphiques et exportation des données pour analyse et calcul.
    11. Conditions d'arrêt : la durée, la contrainte, les paramètres de déformation, la fréquence de collecte peuvent être définis arbitrairement de 2 millisecondes à 1 000 millisecondes.

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